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Der neue SONY-Schnittstellenstandard SLVS-EC – Wenn es auf Geschwindigkeit ankommt

Der neue SONY-Schnittstellenstandard SLVS-EC – Wenn es auf Geschwindigkeit ankommt

Bildverarbeitungslösungen in der industriellen Automatisierung wie auch im Consumer-Bereich werden immer leistungsfähiger. Die technologische Weiterentwicklung der letzten Jahre führte zu deutlichen Steigerungen der Processing-Leistung, der maximalen Bandbreite und auch der Speicherkapazität.

Im Zeichen von Industrie 4.0, dem Internet of Things und Embedded Vision steigen die Anforderungen der Anwender hinsichtlich Bildqualität, höherer Auflösung und höherer Geschwindigkeit weiter. Für eine zuverlässige Übertragung der Datenströme müssen gerade die Schnittstellen mit dieser Entwicklung standhalten. Die zu realisierenden höheren Leistungen sollen aber weder zu Lasten des Stromverbrauchs gehen, noch zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur führen. Komplexe oder exotische Lösungen sind ebenfalls tabu, die Kunden wünschen sich einfach gehaltene Fertigungsprozesse.

Sony als führender Sensorhersteller arbeitet seit jeher und stetig an der kontinuierlichen Weiterentwicklung seines Sensor-Designs, der Pixel-Struktur und der gesamten Array-Leistung für innovative neue Sensoren mit einer höheren Leistung. Die jüngsten Errungenschaften sind beispielsweise die hervorragende Global Shutter-Bildqualität der Pregius-Sensoren sowie die rückseitige Pixel-Beleuchtung, die mit der Starvis-Serie eingeführt wurde. Sony ist bestrebt, auch in Zukunft wichtige Technologien zur Verbesserung der Sensor-Performance zu entwickeln und diese seinen Kunden schnell zur Verfügung zu stellen.

Unter diesen technologischen Neuerungen ragt SLVS-EC, ein Schnittstellen-Standard insbesondere für die Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit, heraus. Die neue Schnittstelle mit acht verfügbaren Lanes ist gegenwärtig bereits bei den neueren Pregius- und Starvis-Serien sowie bei einigen Sensoren für den Consumer-Bereich erhältlich und beantwortet die steigenden Anforderungen hinsichtlich Auflösung und Geschwindigkeit.

SLVS-EC (Scalable Low Voltage Signaling Embedded Clock) unterscheidet sich von den meisten aktuellen Schnittstellen durch die Taktintegration in die Datenleitung. Der Takt kann durch einen ASIC-, FPGA- oder ähnlichen Chip der Empfänger-Hardware aus dem Signal abgeleitet werden. Daraufhin kann das Signal anhand dieses Takts korrekt abgetastet, also in Nullen und Einsen umgewandelt werden (siehe Abbildung 1).

 

SLVS-CRM

Abbildung 1: Funktionsweise der SLVS-EC-Datenübertragung

Dieser Prozess wird auf allen genutzten SLVS-EC-Lanes getrennt durchgeführt. Die kombinierten Daten werden basierend auf speziellen Datenpaketen, die in den Datenstrom integriert sind, aufeinander abgestimmt und zusammengeführt. (siehe Abbildung 2).

SLVS-CRM-Overview

Abbildung 2: Datenströme und Integration der einzelnen Lanes bei SLVS-EC

Mit SLVS-EC werden bereits erprobte Technologien implementiert, um eine robuste Lösung für die steigenden technologischen Anforderungen bereitzustellen.

  1. Höhere Bandbreite
  2. Weniger Pins/Bahnen müssen implementiert werden
  3. Höhere Rausch- und Störfestigkeit
  4. Geringere Leistungsaufnahme pro übertragenem Datenbit
  5. Längere Bahnen und Bahnlängenunterschied zwischen Lanes

icon-1Höhere Bandbreite

Die aktuelle SLVS-EC v1.2 Version erfüllt die momentanen Sensoranforderungen sehr gut. Die Technologie ist erweiterbar in Bezug auf die Anzahl der Lanes sowie die maximal mögliche Bandbreite pro Lane. Somit ist sichergestellt, dass SLVS-EC auch die Anforderungen der Sensoren von morgen erfüllen kann (siehe Abbildung 3).

Sony-Bandwidth

 

icon-2Weniger Pins/Bahnen müssen implementiert werden

Um von der SLVS-EC-Schnittstelle zu profitieren, sind keine vorschnellen Schritte notwendig. Selbst bei Systemen mit geringerer Bandbreite bietet SLVS-EC ein Mehr an Design-Freiheit, vereinfacht das Package-Design und ermöglicht robustere Signalpfade. Das ist sowohl bei neuen Produkten als auch Produkt-Redesigns vorteilhaft.

icon-3Höhere Rausch- und Störfestigkeit

Moderne Bildverarbeitungssysteme bestehen nicht nur aus Sensoren mit Stromversorgungen in Gehäusen. Um das möglicherweise auftretende inhärente Rauschen der zahlreichen und komplexen Komponenten zu kontrollieren und damit zusammenhängende Probleme zu lösen, sind nicht nur einfallsreiche Entwickler notwendig, sondern auch tolerante Technologien. SLVS-EC erfüllt dank seiner Features zur Fehlererkennung und -korrektur alle Voraussetzungen für moderne Embedded Vision-Systeme.

icon-4Geringere Leistungsaufnahme pro übertragenem Datenbit

Vor dem Hintergrund der immerwährenden Anforderung nach geringem Stromverbrauch gewährleistet SLVS-EC nicht nur eine höhere Bandbreite, sondern besticht auch durch geringere Leistungsanforderungen pro übertragenem Bit. Dies verringert die Wärmeerzeugung, verlängert die Lebensdauer und hat positive Nebeneffekte wie eine mögliche Systeme-Miniaturisierung sowie für das Materialdesign.

icon-5Längere Bahnen und Bahnlängenunterschied zwischen Lanes

Bildverarbeitungssysteme sind in Form und Größe variabel gestaltbar. Oft kommt es aber zu Design-Einschränkungen aufgrund technischer Grundvoraussetzungen oder des Zusammenspiels zwischen Komponenten im Gesamtsystem. SLVS-EC ermöglicht längere Signalwege und damit höhere Toleranzen bei der Entwicklung und Fertigung von Kabelwegen und deren Länge sowie eine größere Flexibilität bei der Zusammenschaltung und Verdrahtung.

Sony hat mit SLVS-EC nicht nur eine hervorragende Schnittstellentechnologie geschaffen, sondern stellt Entwicklungsteams auch eine ausführliche Dokumentation zur Verfügung. So kann die SLVS-EC-Technik detailliert nachvollzogen, getestet und erfolgreich implementiert werden. Für Kunden, die schnell von SLVS-EC als innovative Schnittstellen-Technik profitieren möchten, bietet FRAMOS SLVS-EC IP-Blöcke für gängige FPGA-Marken und -Modelle zur direkten und unkomplizierten Implementierung an. Um Näheres über SLVS-EC und die passenden SLVS-EC RX IP Cores zu erfahren wenden Sie sich bitte an unsere Sensorenexperten!

 

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